自动控制原理
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课程评价
spContent=自动控制是指在没有人直接参与的情况下,利用外加的设备或装置,使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。因此,自动控制技术的核心是控制,自动控制技术的发展趋势是人工智能控制。随着互联网+人工智能时代的到来,自动控制技术应用遍布各个领域,涉及工业、农业、家庭、医疗、军事、能源、环保等。欢迎学习自动控制原理课程,用控制思想武装头脑,用控制技术改变生活、改造世界!
—— 课程团队
课程概述

课程概述:

《自动控制原理》课程是高等院校自动化类、电气类、机械类、电子信息、能源动力等专业的主干学科基础理论课,专业必修课程,也是控制理论与实际工程应用紧密结合的一门经典课程。

该课程主要讲述经典控制理论,包括自动控制系统的基本概念、系统组成、结构、性能指标、类型(连续系统、离散系统)及特点,自动控制系统的分析方法(时域法、根轨迹法、频域法等)和校正设计。

学习本课程能够了解自动化技术在生产生活中的作用以及在智能制造领域的重要地位,掌握有关自动控制系统的运行机理、控制器参数对系统性能的影响,以及自动控制系统的各种分析方法和校正设计方法,为后续专业课程学习打下牢固的控制理论基础。


课程特点:

  • 理论知识较多、理论性偏强;
  • 涉及知识面广、信息量大,系统性强;
  • 系统数学模型抽象,理解难度大;
  • 公式多、绘图和图形分析多、推导计算繁琐、数学素养要求高;
  • 习题量大,学习难度大、时间投入多;
  • 控制对象行业背景多,理论模型与实际控制对象缺乏一定结合,存在理论脱离实际现象;
  • 但是,该课程对控制类相关专业的后续专业课程学习具有较强的引导作用,能够为解决复杂工程问题提供理论依据、分析和设计方法,能够提高学生独立思考能力、辩证思维能力、综合分析及解决问题能力和科学研究能力,同时能够加强学生针对实际工程问题进行方案设计、模型构建、测试分析等实践操作能力的锻炼。
授课目标

本课程符合工程教育专业认证要求,凝练课程目标如下:

1能够理解自动控制相关的基本概念,掌握连续系统和离散系统的基本工作原理、描述系统组成,具备建立连续系统微分方程、离散系统脉冲传递函数等数学模型,绘制系统结构图,求解系统传递函数的能力。 (支撑毕业要求内涵1 能够利用数学、自然科学和工程基础知识,建立一个具体对象或过程的数学模型并求解。)

2能够基于数学模型,应用线性连续系统的时域、复数域和频域以及线性离散系统的理论知识及分析方法,描述自动控制系统、分析系统性能、计算系统性能指标、判断系统稳定性等。 (支撑毕业要求内涵2 能够运用数学、物理和控制理论等知识对自动化领域中复杂工程问题的关键环节进行识别和判断。)

3能够根据控制系统的性能要求,掌握PID基本控制规律,认识到不同PID控制方式和串联校正方式的优缺点,寻求系统校正设计的多种解决方案。 (支撑毕业要求内涵2 能够认识到解决问题有多种方案可选择,并能通过文献研究寻求可替代的解决方案。)

4能够充分发挥主观能动性,利用现代教育信息技术不断探索,进行课内外自主学习,养成主动提出问题,解决问题的习惯,具备自主学习和终身学习的意识。 (支撑毕业要求内涵12 在社会发展的大背景下,能认识到不断探索和 学习的必要性,具有自主学习和终身学习的意识。)

(5) 培养爱国精神、工匠精神,提高稳定意识和大局意识,培养系统思维、科学思维、批判式思维和创新意识,树立正确人生观和价值观,提升专业素养。(课程思政)

课程大纲
预备知识

先修课程

  普通物理(电学),电路基础,高等数学(微积分计算,常系数微分方程求解),线性代数(矩阵计算基本知识),复变函数(拉普拉斯变换),信号与系统等课程。

参考资料

1.《自动控制原理》(第3版),姜素霞、冯巧玲主编,北京航空航天大学出版社,2018年。

2.《自动控制原理》(第七版),胡寿松主编,科学出版社,2022年。

3.《自动控制原理与设计》(第八版)(英文版),(美)Gene F.Franklin(吉恩F.富兰克林)等,电子工业出版社,2021年。

4.《 自动控制原理习题解析》( 第三 版),胡寿松主编,科学出版社,2022年。

5.《自动控制原理题海与考研指导》(第三版),胡寿松主编,科学出版社,2023年。

6.《自动控制原理综合实验教程》,王建辉,王彦婷边,清华大学出版社,2020年。